同步辐射光电离/垂直加速质谱技术研究甲基丁烯醇的大气光氧化反应过程

项目名称： 同步辐射光电离/垂直加速质谱技术研究甲基丁烯醇的大气光氧化反应过程

项目编号： No.41275127

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 刘付轶

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 大气中生物源挥发有机物光氧化反应生成的二次有机气溶胶，是大气污染物重要成分，会降低大气能见度、影响气候变化、危害人类健康。其初级反应产物对反应机理研究十分关键，但由于产物浓度很低，利用分子束取样，有许多产物不能被检测到。本项目拟建立一套同步辐射光电离/射频多极杆离子传输/垂直加速质谱系统，即使用喷嘴或毛细管进样，在其下游4mm处进行光电离，离子经射频多极杆高效传输，由垂直加速飞行时间质谱检测，大大提高质谱灵敏度和分辨率，用于光氧化产物的痕量探测。 结合自制的烟雾箱光反应实验系统，研究OH、O3、NO3启动的甲基丁烯醇光氧化反应过程，分析光氧化气相产物，测量颗粒物的粒径和化学组分，通过分析对比寻找光氧化反应的示踪产物。结合实验研究和量化计算，了解源于甲基丁烯醇光氧化的二次有机气溶胶形成机理，为监测和防治二次有机气溶胶污染提供科学依据。建立的实验技术将对用户开放，充分发挥大科学装置作用。

中文关键词： 同步辐射光电离；垂直加速质谱；大气光氧化反应；二次有机气溶胶；挥发性有机物

英文摘要： Atmospheric photooxidation reactions of biogenic volatile organic compounds (BVOCs） may contribute to the formation of secondary organic aerosol（SOA）. Research on the SOA formation in the atmosphere has played an important role in the field of atmospheric chemistry because of its impacts on the atmospheric visibility, climate changes and health effects. The first-order reaction produces are important to explain kinetic reaction mechanisms, but most of them can not be detected using molecule beam sampling because of their lower concentrations. This project is to establish an orthogonal acceleration mass spectrometry（OA-MS） with RF multipole ion guide and synchrotron radiation photoionization（SR-PI）. The samples are ionized by SR about 4 mm after the nazzle or capillary, the formed ions pass through two RF multipole ion guides and are detected by OA-MS. This experimental mothed with high sensitivity and high resolution can be utilized to detect the produces of photooxidation reaction. Combined with a home-made smog chamber system, the OH,O3,NO3-iniated photooxidation of methylbutenol(MBO) is carried out to measure the gas-phase produces in real time using OA-MS; the sizes and chemical compositions of particle-phase produces are to be measured using SR-PI aerosol TOF-MS. By comparison of gas-phase products and pa

英文关键词： SR photoionization；Orthogonal acceleration mass spectrometer；Atmospheric photooxidation reaction；Secondary organic aerosol；Volatile organic compounds